CN108132015B - 旋转构件的可视蠕变检查 - Google Patents

Abstract

本公开提供用于对旋转构件、诸如燃气涡轮中的旋转构件进行可视蠕变检查的系统、构件和方法。构件设有外表面和旋转轴线。外表面具有周边和沿周边形成参照型式的多个三维参照标记。光学数据捕捉装置基于多个三维参照标记来产生数据信号。数据分析系统处理数据信号，以计算参照型式沿周边的间距的偏差，且确定应变或蠕变测量。

Description

旋转构件的可视蠕变检查

技术领域

本公开涉及用于光学地测量蠕变、以及更特别地测量旋转构件的蠕变的系统和方法。

背景技术

燃气涡轮典型地包括压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段。压缩机区段对流到涡轮中的空气加压。燃烧区段接收加压空气，使其与燃料混合，且燃烧混合物。涡轮区段接收来自燃烧区段的燃烧流，以驱动涡轮和产生功率。沿流径的各种构件，尤其是压缩机和涡轮区段中的各种构件，在运行期间围绕一个或多个中心轴线旋转。这些旋转构件在使用期间经受磨损、膨胀、收缩和移动。旋转构件在运行期间由于高的温度和应力会经受蠕变且可能耐久地变形。在一些系统中，显著的变形可导致效率损失和机械失效。可定期或偶尔检查旋转构件，以确保连续运行和/或计划维护或结束服务。

对燃气涡轮构件测量蠕变的传统方法需要将系统拆开且移除这样的构件，以便精确地测量构件内的应变。为了提高系统的可用性，这可能是个问题且产生显著生产率损失。

已经采用了可视测量方法，以及更特别地基于数字图像的测量方法来测量一些构件中的蠕变，但往往需要精确夹具，以使得能够有图像关联，这需要从燃气涡轮移除构件。移除旋转构件可能是尤其不合需要的。为了获得应变信息而基于图像来分析附接到构件上的试样或型式可能还需要足以捕捉整个试样或型式的视野。在现场可能难以在单个图像中捕捉旋转构件。

发明内容

本本公开的第一方面提供一种用于对旋转构件进行可视蠕变检查的系统。构件具有外表面和旋转轴线。外表面具有周边和沿周边形成参照型式的多个三维参照标记。光学数据捕捉装置基于多个三维参照标记来产生数据信号。数据分析系统处理数据信号，以计算参照型式沿周边的间距的偏差且确定应变测量。

本公开的第二方面提供一种用于进行可视蠕变检查的旋转构件。构件本体具有外表面和旋转轴线。外表面具有周边。多个三维参照标记形成沿周边的参照型式且具有从外表面的标记高度。

本公开的第三方面提供一种用于对旋转构件进行可视蠕变检查的方法。使具有外表面和旋转轴线的构件旋转。外表面具有周边和沿周边形成参照型式的多个三维参照标记。基于多个三维参照标记产生数据信号。使用数据信号来计算参照型式沿周边的间距的偏差。确定应变测量。

本公开的说明性方面布置成解决本文描述的问题和/或未讨论的其他问题。

技术方案1. 一种系统，包括：

具有外表面和旋转轴线的构件，其中所述外表面具有周边和沿所述周边形成参照型式的多个三维参照标记；

光学数据捕捉装置，其传输基于所述多个三维参照标记的数据信号；以及

数据分析系统，其处理所述数据信号，以计算所述参照型式沿所述周边的间距的偏差且确定应变测量。

技术方案2. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述参照型式选自沿所述周边的有规律地间隔开且不连续的三维参照标记，或包括平行于所述周边的多个参照线和垂直于所述周边的多个参照线的梯型式。

技术方案3. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述参照型式包括单个周向位置处的锚标记，且所述多个三维参照标记各自具有从所述锚标记的计数，以用于由所述数据分析系统使用。

技术方案4. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述多个三维参照标记具有从所述外表面测量的标记高度，且所述多个三维参照标记通过选自电火花沉积、激光焊接或机械点式打标的过程而添加到所述外表面。

技术方案5. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括旋转索引编码器，所述旋转索引编码器在所述构件围绕所述旋转轴线旋转时产生与所述多个三维参照标记有关的位置数据，以及其中所述数据分析系统使用所述位置数据来计算所述参照型式的间距的偏差。

技术方案6. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述光学数据捕捉装置选自光学坐标测量机器、结构化光轮廓仪、激光轮廓仪或管道镜相机。

技术方案7. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述数据分析系统提取所述多个三维参照标记之中的成有序集合的间距值，且将所述成有序集合的间距值转换成沿所述周边的弧长，以基于成参照集合的间距值来计算间距的偏差。

技术方案8. 一种旋转构件，包括：

具有外表面和旋转轴线的构件本体，其中所述外表面具有周边；以及

多个三维参照标记，其沿所述周边形成参照型式且具有从所述外表面测量的标记高度。

技术方案9. 根据技术方案8所述的旋转构件，其特征在于，所述多个三维参照标记通过选自电火花沉积、激光焊接或机械点式打标的过程而添加到所述外表面。

技术方案10. 根据技术方案8所述的旋转构件，其特征在于，所述参照型式包括沿所述周边的有规律地间隔开且不连续的三维参照标记。

技术方案11. 根据技术方案8所述的旋转构件，其特征在于，所述参照型式是包括平行于所述周边的多个参照线和垂直于所述周边的多个参照线的梯型式。

技术方案12. 根据技术方案8所述的旋转构件，其特征在于，所述参照型式包括单个周向位置处的锚标记，且所述多个三维参照标记各自具有从所述锚标记的计数。

技术方案13. 根据技术方案8所述的旋转构件，其特征在于，所述构件本体连接到旋转索引编码器上，所述旋转索引编码器在所述构件围绕所述旋转轴线旋转时产生与所述多个三维参照标记有关的位置数据。

技术方案14. 一种方法，包括：

使具有外表面和旋转轴线的构件旋转，其中所述外表面具有周边和沿所述周边形成参照型式的多个三维参照标记；

基于所述多个三维参照标记来产生数据信号；

使用所述数据信号来计算所述参照型式沿所述周边的间距的偏差；以及

确定应变测量。

技术方案15. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述参照型式选自沿所述周边的有规律地间隔开且不连续的三维参照标记，或包括平行于所述周边的多个参照线和垂直于所述周边的多个参照线的梯型式。

技术方案16. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述参照型式包括单个周向位置处的锚标记，且所述多个三维参照标记各自具有从所述锚标记的计数，以用于计算间距的偏差。

技术方案17. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，通过选自电火花沉积、激光焊接或机械点式打标的过程而将所述多个三维参照标记施加至所述外表面。

技术方案18. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，在所述构件围绕所述旋转轴线旋转时，使用旋转索引编码器来产生与所述多个三维参照标记有关的位置数据，以及其中使用所述位置数据来计算间距的偏差。

技术方案19. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，通过管道镜端口插入光学数据捕捉装置，以产生所述数据信号，其中所述构件封闭在燃气涡轮壳内。

技术方案20. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，计算间距的偏差包括提取所述多个三维参照标记之中的成有序集合的间距值，且将所述成有序集合的间距值转换成沿所述周边的弧长，以基于成参照集合的间距值来计算间距的偏差。

附图说明

从结合附图进行的本公开的各种方面的以下详细描述，将更容易地理解本公开的这些和其他特征，附图描绘本公开的各种实施例，在附图中：

图1显示根据本公开的各种实施例，用于对旋转构件进行可视蠕变检查的示例系统的示意图。

图2显示示例旋转构件的示意图。

图3显示另一个示例旋转构件的示意图。

图4显示根据本公开的各种实施例，产生可视数据的示例方法。

图5显示根据本公开的各种实施例，处理可视数据来计算应变的示例方法。

注意，本公开的图不一定按比例。图仅仅意于描绘本公开的典型方面，且因此不应认作限制本公开的范围。在图中，相似标号在图之间表示相似元件。

零件清单

100系统

110构件

112参照标记

114旋转

116外表面

130装置

140位置索引编码器

150计算系统

170数据分析器

172可视数据

174位置索引数据

176特征提取器

178基准数据

180偏差计算器

182应变计算器

184测量报告器

200构件

202旋转

210构件本体

212外表面

214参照标记

216参照标记

218参照标记

250机器壳

252开口

300构件

302旋转

310构件本体

312外表面

314在参照型式附近的轴向位置

316周向线

318周向线

320互连的垂直轴向线

322互连的垂直轴向线

324互连的垂直轴向线

326互连的垂直轴向线

328互连的垂直轴向线

330互连的垂直轴向线

332互连的垂直轴向线

350机器壳

352管道镜端口

355开口

400示例方法

410步骤

415步骤

420步骤

430步骤

440步骤

445步骤

450步骤

460步骤

500示例方法

510步骤

520步骤

530步骤

540步骤

550步骤

560步骤

570步骤。

具体实施方式

在以下描述中，参照了附图，附图形成描述的一部分，且在附图中以说明其中可实践本教导的特定示例性实施例的方式进行显示。充分详细地描述这些实施例，以使得本领域技术人员能够实践本教导，且要理解的是，可使用其他实施例，且可在不偏离本教导的范围的情况下进行改变。因此，以下描述仅仅是说明性的。

在元件或层被称为“在另一个元件或层上”、“接合到另一个元件或层上”、“与另一个元件或层脱离”、“连接到另一个元件或层上”或“联接到另一个元件或层上”的情况下，元件或层可直接在该另一个元件或层上，直接接合、连接或联接到该另一个元件或层上，或可存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一个元件或层上”、“直接接合到另一个元件或层上”、“直接连接到另一个元件或层上”或“直接联接到另一个元件或层上”时，可不存在居间的元件或层。用来描述元件之间的关系的其他词语应当以相似的方式解释(例如，“之间”与“直接在其之间”、“附近”与“直接在附近”等)。如本文使用，用语“和/或”包括所列出的一个或多个相关联的项目的任何和所有组合。

参照图1，描绘了用于对旋转构件110进行可视蠕变检查的示例系统100。构件110包括多个参照标记112。在一些实施例中，构件110可为燃气涡轮中的旋转构件，诸如转子、轴、叶轮、护罩或翼型件级。可视数据捕捉装置130相对于构件110定位，以基于参照标记112产生可视数据，且将该可视数据传送给计算系统150。在一些实施例中，位置索引编码器140还可对计算系统150提供位置索引数据。计算系统150包括数据分析器170或允许访问数据分析器170。数据分析器170可使用可视数据和(在一些实施例中)位置索引数据来计算构件110的应变值。这些应变值和支持数据和计算可由计算系统150的用户得到，或电子地与其他系统和用户共享，包括由基于计算机的维护或更一般的设备管理系统使用。应变值可协助量化构件110上的局部和整体应变，以描述构件蠕变和提供可行动的数据，以作出与使用构件110的系统有关的运行和维护决策。

构件110可具有垂直于其旋转轴线114的大体圆形截面和大体平行于旋转轴线114的外表面116。外表面116可限定围绕构件110的外部的周边。外表面116可包括参照标记112，其是三维参照标记。三维参照标记可为外表面116上的增材特征，其包括外表面的平面上的长度和宽度以及垂直于外表面116突出的非零高度。三维参照标记的高度可大体由使特征不消失或基本不被污垢、碎屑以及可积聚在机器内的构件的表面上的其他污染物扭曲所必须的突出确定。例如，三维参照标记可通过表面打标而具有0.005''至0.020''的范围中(诸如0.010'')的深度，或通过表面沉积而具有范围为0.005''或更大(诸如0.010'')的高度。虽然一些实施例可在外表面116中使用为减材特征的参照标记，诸如凹槽或成形封闭凹陷，但减材特征可能更易于被表面碎屑模糊化，且外表面116可更好地容忍大于0.010''的增材特征，其可视性得到改进。在一些实施例中，参照标记112是有规律地间隔开且不连续的三维特征，诸如以有规律的间隔围绕外表面116的周边沿轴向方向延伸的线特征。其他示例特征可包括圆或点、块、方框、交叉，或更复杂但离散的形状。在一些实施例中，参照标记112由连续特征连接，同时仍然提供周期参照点。例如，参照标记112可包括沿轴向方向延伸的多个线特征，其由沿周向延伸的一个或多个线特征互连而围绕外表面116的周边形成梯或栅格型式。不管是连续的还是不连续的，参照标记112的大小和形状以及它们的位置和间距可构成构件110或其一部分的参照型式。

可视数据捕捉装置130可包括大体与一个或多个受控光源联接的各种各样的图像传感器，图像传感器可用来精确地收集与定位信息有关的可视数据。例如，可视数据捕捉装置130可包括光学坐标测量机器、结构化光轮廓仪、激光轮廓仪或管道镜相机(具有光源和相位测量)。在一些实施例中，可视数据捕捉装置130可具有来自其运行位置的充分分辨率，以按千分之几英寸的精度测量表面特征。可视数据捕捉装置130可包括图像传感器、模拟/数字转换器和用于产生描述构件110的至少一转的可视数据的其他数据处理。例如，可视数据捕捉装置130可收集表示外表面116上的独特位置的成阵列的数据要素，且提供它们作为数据流或数据文件供进一步数字分析。在另一个示例中，可视数据捕捉装置130可产生表示随着时间推移而感测到的光的模拟信号数据，可基于已知的锚参照标记和旋转速率或与位置索引数据(诸如来自位置索引编码器140的数据)的同步来将模拟信号数据准确地映射至位置。在一些实施例中，位置索引编码器140提供位置索引数据，以协助分析可视数据和准确地将可视信息映射至构件110的物理结构。在一些实施例中，位置索引编码器140建设在构件110在其中运行的机器中，诸如轴编码器。在一些实施例中，位置索引编码器140是特别与系统100相关联的额外构件。例如，位置索引编码器140可包括旋转(齿轮)编码器，它可与构件110的旋转同步，以对可视数据捕捉装置130提供位置数据。

计算系统150可提供计算资源(存储器、处理和I/O)来处理可视数据和位置索引数据，以产生构件110的应变数据。在一些实施例中，计算系统150是通用计算装置，诸如个人计算机、工作站、移动装置或工业控制或测量系统中的嵌入系统(使用通用计算构件和操作系统)。在一些实施例中，计算系统150可为用于分析可视数据的任务的专用数据处理系统，且可与可视数据捕捉装置130直接结合。在一些实施例中，计算系统150将数据分析器170实施为计算机程序代码，且还可包括也用于其他功能的计算机程序代码(包括控制可视数据捕捉装置130)。计算系统150可包括通过总线互连的至少一个存储器、处理器和输入/输出(I/O)接口。另外，计算系统150可包括与外部I/O装置/资源和/或存储系统(包括连接的系统，诸如可视数据捕捉装置130，和网络资源)的通信。大体上，处理器执行存储在存储器和/或存储系统中的计算机程序代码，诸如数据分析器170。在执行计算机程序代码时，处理器可从存储器、存储系统和I/O装置读取数据，且/或将数据写入它们。总线在计算系统150内的各个构件之间提供通信链接。I/O装置可包括使得用户能够与计算系统150交互的任何装置(例如键盘、指向装置、显示器等)。计算系统150仅仅表示硬件和软件的各种可行组合。例如，处理器可包括单个处理单元，或分布在一个或多个位置中的一个或多个处理单元上，例如，分布在客户机和服务器上。类似地，存储器和/或存储系统可驻留在一个或多个物理位置处。存储器和/或存储系统可包括各种类型的非暂时性计算机可读存储介质的任何组合，包括磁性介质、光学介质、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。在一些实施例中，计算系统150是膝上型计算机，其经由有线(串行、USB、以太网等)或无线(802.11、蓝牙等)连接与可视数据捕捉装置130通信，且运行关于数据分析器170的应用软件。

数据分析器170可提供数据、逻辑和用户接口，以计算构件110的周边周围的应变。数据分析器170可接收可视数据172和位置索引数据174或以别的方式与它们通信。在一些实施例中，可从基于在多个参照标记112之中可独特地辨别的锚参照标记的可视数据172来计算位置索引数据174。例如，锚参照标记可包括相对于其他参照标记具有独特大小、形状、间距或位置的参照标记，使得在数据分析器170内能够识别它，且可视数据172可从其准确地映射至外表面116。在一些实施例中，可视数据172可来自可视数据捕捉装置130，且位置索引数据174可来自位置索引编码器140。特征提取器176可处理可视数据172和位置索引数据174，以提取与参照标记112的位置有关的特征。例如，特征提取器176可基于算法来识别参照标记112，以识别可视数据172在沿可视数据流或阵列的特定位置或特征计数处的变化或型式，且将系列位置转换成检测到的特征之间的成有序集合的间距。在一些实施例中，特征提取器176可将位置信息转换或表达成沿构件110的周边的成有序集合的弧长。在一些实施例中，参照型式标记112可包括具有可检测宽度和长度尺寸的形状(例如，长方形)，且特征提取可包括关于各个特征的多个值和/或计算的特征值，诸如长方形的纵横比(宽度:长度)。基准数据178可为基于来自较早时间点的参照标记112的提取的特征集合，以形成蠕变或应变计算的基础。在一些实施例中，基准数据178可为沿构件110的周边的成有序集合的弧长，成有序集合的弧长以元件-元件基础与来自特征提取器的弧长集合相互关联，且被数据分析器170分析。例如，基准数据178可为在将包含构件110的装备投入服务之前所测得的特征集合和/或来自早先的检查、维护或进行基准测量的服务调用的特征集合。在一些实施例中，还可获得基于构件110的规格的基准数据集合，且其可用来计算所指定、制造和/或安装的构件之间的变化，以获得应变值。在一些实施例中，基准数据178可包括不同时间点的多个数据集合，以使得能够测量随着时间或运行寿命推移的应变变化。来自特征提取器176的数据可添加到基准数据178，以在今后用来计算应变。偏差计算器180可计算基准数据178和来自特征提取器176的数据之间的差。例如，偏差计算器180可计算构件110的周边周围的间距的偏差。在一些实施例中，可直接报告偏差值作为在构件110的周边周围的各种点处的蠕变或扭曲的量化。应变计算器182可计算基准数据178和来自特征提取器176的最新数据之间的比。在一些实施例中，应变可表达为各个参照标记的基准值和相同参照标记的最新值之间的百分比变化。如果已知基准测量和新近值之间的时间或运行时间，则还可计算应变速率。测量报告器184使得用户能够通过用户接口(诸如计算系统150的用户接口)和/或通过对其他系统(包括维护和/或设备管理系统)的数据传输，来获得提取的基准值和/或计算值。

参照图2，显示了在现场在机器壳250内的示例简化构件200，其中可使用类似于系统100的系统来进行可视蠕变检查。已经从机器壳250移除了可移除面板，以提供开口252，使得能够从至少一个方向对构件200进行清楚的可视访问。在图2中，从垂直于旋转轴线202的方向看构件200，诸如沿侧向或从构件200上方看，且所显示的视图可包括机器壳的其他构件和/或区段的剖面(否则从该视图会阻碍构件200)。构件200包括具有外表面212的构件本体210。在外表面212上以有规律的间距提供一系列不连续的参照标记214、216、218。应当注意，参照标记将继续围绕构件本体210的周边。在一些实施例中，参照标记214、216、218可具有相同构造(大小、形状、位置等)，且蠕变测量系统可能需要独立的锚参照和/或旋转位置索引。蠕变测量系统可将其可视数据捕捉装置定位成使得视野或测量包括参照标记214、216、218的轴向位置，且当构件200旋转整转时，参照标记214、216、218(以及围绕周边的完整系列的参照标记)将经过该视野。

参照图3，显示了在现场在机器壳350内的另一个示例简化构件300，其中可使用类似于系统100的系统来进行可视蠕变检查。机器壳350中的管道镜端口352提供开口355，使得可视数据捕捉装置或其部分能够进入壳350内。例如，插入具有光源的管道镜相机可允许在参照型式314附近的轴向位置处清楚可视地访问构件300。在图3中，从垂直于旋转轴线302的方向看构件300，诸如沿侧向或从构件300上方看，且所显示的视图可包括机器壳的其他构件和/或区段的剖面(否则从该视图会阻碍构件300)。构件300可包括具有外表面312的构件本体310。一系列连续的参照标记可限定外表面312上的参照型式314。参照型式314可包括互连垂直轴向线320、322、324、326、328、330、332的间隔开的周向线316、318。应当注意，参照型式314将继续围绕构件本体310的周边。在一些实施例中，轴向线320、322、324、326、328、330、332可具有相同构造(大小、形状、位置等)，且蠕变测量系统可能需要独立的锚参照和/或旋转位置索引。在显示的实施例中，轴向线330可由于在可视数据中可检测的厚度增加而区别于轴向线320、322、324、326、328、332，以充当锚参照和/或旋转位置索引。蠕变测量系统可将其可视数据捕捉装置定位成通过管道镜端口352，使得视野或测量包括参照型式314的轴向位置，且当构件300旋转整转时，围绕周边的完整系列的参照标记将经过该视野。

参照图4，显示了使用诸如系统100的可视蠕变检查系统来产生可视数据的示例方法400。在步骤410中，将参照标记(参见例如图1-3中的参照标记)施加至构件，以支持今后的蠕变测量。例如，在制造构件期间，在构件安装在机器中之前，可围绕构件的周边施加参照标记，一旦构件部分地或完全安装在机器中，或在后面机器在现场或在服务中心进行维护或服务期间，可施加参照标记。在一些实施例中，可使用增材制造方法，诸如电火花沉积、激光焊接或机械点式打标，将参照标记施加至构件的外表面。由于任何基准测量和所得的蠕变或应变测量之间的运行时间和状况可对构件表面引起显著磨损或腐蚀，所以应当使用由弹性材料(大体金属)制成且与构件上使用的粘结涂层相容的耐久或半耐久参照标记。在一些实施例中，还可对参照标记使用冷喷涂或局部硫化(激光)陶瓷。可大体以千分之几英寸的精度在非常明确的位置上施加参照标记。轴向位置的选择和参照标记的构造可基于实际或相似的构件或机器的热模型、应力模型和/或现场数据。在步骤415中，在施加参照标记的期间，且/或单独在施加参照标记之后，参照标记的位置可与旋转索引编码器同步，以支持基准数据的测量。例如，旋转索引编码器(单独或结合到机器或制造夹具中)可与增材制造工具和/或用于产生基准数据的装置同步。在步骤420中，从构件上的参照标记产生基准数据。例如，可视蠕变检查系统可用来获得和存储构件的周边周围的参照标记的基准测量。在一些实施例中，备选系统可用于获得基准测量，诸如与制造技术或在制造、测试或组装过程中可用的备选测量技术结合的测量系统，包括非可视方法，诸如基于接触的CMM。在步骤430中，包括构件的机器在已经获得基准测量之后运行一段时间。例如，机器(诸如燃气涡轮)可在功率设备中投入服务，且在适合机器和功率设备的需求的工作循环中运行。定期地或基于事件，可安排对机器或构件进行检查、维护或服务，且可能想要获得构件的蠕变或应变测量。在步骤440中，光学数据捕捉装置定位成使得它具有通往包括参照标记的轴向位置的视线。例如，结合到管道镜中的高保真度、高分辨率的光学数据捕捉装置可插入通过管道镜端口，可移除机器壳或机器壳的一部分，以允许可视地访问构件，可从机器移除整个转子组件，且将它放在可看到的地方，或构件可从其相关联的机器构件完全移除，且放在夹具中，以使构件与光学数据捕捉装置相关联地旋转。在步骤445中，构件的旋转可与旋转索引编码器同步，且旋转索引数据可由光学数据捕捉装置使用或与产生的光学数据结合起来使用。在步骤450中，使构件旋转，使得整个参照型式(在构件的周边周围的系列参照标记)经过光学数据捕捉装置。例如，构件可在机器或单独的夹具内旋转至少一整转。在步骤460中，光学数据捕捉装置产生表示构件的周边周围的参照型式的可视数据信号。例如，光学数据捕捉装置可产生模拟或数字数据信号，可处理和/或存储该模拟或数字数据信号，以提取特征且将特征映射至构件的周边周围的位置。该光学数据可提供至诸如在计算装置上运行的数据分析软件的数据分析器或由其访问。

参照图5，显示了使用诸如系统100的可视蠕变检查系统来处理可视数据以计算应变的示例方法50。在步骤510中，接收可视信息供处理。例如，可视信号可为发送给数据分析器的数据信号，数据分析器还可对光学数据捕捉装置提供控制，或可从数据存储取回可视数据。在步骤520中，可接收或计算位置索引数据。例如，可接收位置索引数据作为来自光学数据捕捉装置或位置索引编码器的数据信号，或可从数据存储取回位置索引数据。在一些实施例中，可从基于在参照标记之中可独特地辨别的锚参照标记的可视数据来计算位置索引数据。在步骤530中，可处理可视数据和位置索引数据，以提取与参照标记的位置有关的特征。例如，可基于算法来识别参照标记的计数和位置，以识别按顺序沿可视数据流或阵列的可视数据的变化或型式，且将系列位置转换成检测到的特征之间的成有序集合的间距。在一些实施例中，位置信息可转换或表达成沿构件的周边的成有序集合的弧长。在一些实施例中，参照标记可包括具有可检测的宽度和长度尺寸的形状(例如，长方形)，且特征提取可包括关于各个特征的多个值和/或计算的特征值，诸如长方形的纵横比(宽度:长度)。在步骤540中，从数据存储取回基准数据。例如，可从与构件有关数据的数据储存库取回在较早的时间点产生的参照标记之间的基准测量。在步骤550中，可计算基准数据和基于参照标记的当前位置所提取的特征数据之间的差。例如，可计算构件的周边周围的间距的偏差。在步骤560中，可计算基准数据的间距和提取特征数据的间距之间的比来量化应变。例如，应变可表达成各个参照标记的基准间距值和相同参照标记的最新间距值之间的百分比变化。在步骤570中，提取的基准值和/或计算值通过用户接口(诸如计算系统的用户接口)、和/或通过对其他系统(包括维护和/或设备管理系统)的数据传输而输出。该数据输出可用于进行与构件和构件在其中运行的机器有关的服务、维护和运行决策，包括更换或修理构件。

本文使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的且不意于限制本公开。如本文使用，单数形式“一个”、“一种”和“该”还意于包括复数形式，除非上下文明确地另有规定。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，用语“包括”和/或“包含”规定存在所陈述的特征、整数、步骤、运行、元件和/或构件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、运行、元件、构件和/或它们的组。

所有手段或步骤加上以下权利要求中的功能元件的对应的结构、材料、动作和等效物意于包括任何结构、材料或动作以用于如特别声明的那样与其他请求保护的元件组合起来执行功能。为了说明和描述的目的，已经介绍了本公开的描述，但它不意于为穷尽性的或局限于公开的形式的本公开。许多修改和变型对本领域普通技术人员将是明显的，而不偏离本公开的范围和精神。选择和描述实施例是为了最佳地阐明本公开的原理和实际应用，以及使得本领域普通技术人员能够理解关于各种实施例结合各种修改的公开内容适合所构想到的特定用途。

Claims (10)

1.一种系统，包括：

具有外表面和旋转轴线的构件，其中所述外表面具有周边和沿所述周边形成参照型式的多个三维参照标记；

光学数据捕捉装置，其传输基于所述多个三维参照标记的数据信号；以及

数据分析系统，其处理所述数据信号，以计算所述参照型式沿所述周边的间距中的偏差且确定应变测量，

其中所述参照型式是包括平行于所述周边的多个参照线和垂直于所述周边的多个参照线的梯型式，以及

其中所述参照型式包括单个周向位置处的锚标记，且所述多个三维参照标记各自具有自所述锚标记的计数，以供由所述数据分析系统使用。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个三维参照标记具有从所述外表面测量的标记高度，且所述多个三维参照标记通过选自电火花沉积、激光焊接或机械点式打标的过程而添加到所述外表面。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括旋转索引编码器，所述旋转索引编码器在所述构件围绕所述旋转轴线旋转时产生与所述多个三维参照标记有关的位置数据，以及其中所述数据分析系统使用所述位置数据来计算所述参照型式的间距中的偏差。

4.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，其特征在于，所述光学数据捕捉装置选自光学坐标测量机器、结构化光轮廓仪、激光轮廓仪或管道镜相机。

5.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，其特征在于，所述数据分析系统提取所述多个三维参照标记之中的成有序集合的间距值，且将所述成有序集合的间距值转换成沿所述周边的弧长，以基于成参照集合的间距值来计算间距中的偏差。

6.一种旋转构件，包括：

根据权利要求1-5中的任一项所述的构件本体，

其中所述多个三维参照标记具有从所述外表面测量的标记高度。

7.一种用于测量蠕变的方法，包括：

使具有外表面和旋转轴线的构件旋转，其中所述外表面具有周边和沿所述周边形成参照型式的多个三维参照标记；

基于所述多个三维参照标记来产生数据信号；

使用所述数据信号来计算所述参照型式沿所述周边的间距中的偏差；以及

确定应变测量，

其中所述参照型式是包括平行于所述周边的多个参照线和垂直于所述周边的多个参照线的梯型式，以及其中所述参照型式包括单个周向位置处的锚标记，且所述多个三维参照标记各自具有自所述锚标记的计数，以供在计算间距中的偏差中使用。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，通过选自电火花沉积、激光焊接或机械点式打标的过程而将所述多个三维参照标记施加至所述外表面。

9.根据权利要求7-8中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，通过管道镜端口插入光学数据捕捉装置，以产生所述数据信号，其中所述构件封闭在燃气涡轮壳内。

10.根据权利要求7-8中的任一项所述的方法，其特征在于，计算间距中的偏差包括提取所述多个三维参照标记之中的成有序集合的间距值，且将所述成有序集合的间距值转换成沿所述周边的弧长，以基于成参照集合的间距值来计算间距中的偏差。

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